时间膨胀

时间膨胀 狭义相对论说速度达到光速，时间静止，时间膨胀效应，膨胀的是什么？

在爱因斯坦狭义相对论中，预言运动时钟的“指针”行走的速率要比一个静止状态时钟“指针”行走的速率慢，这种现象就是时钟变慢或时间膨胀，所以时间膨胀效应又称钟慢效应，是相对论性效应之一。

时间膨胀表明了时间不是绝对的，如果非要纠结这个“膨胀”的含义，你可以理解为时间是可以“变化”的，就是你和我的时间可以不是同一个时间。

就拿光来说吧，关于光的一个重要的特性就是，无论你处于什么参照系内，也无论你在宇宙中如何穿行，你测得的在真空中的光速都是相同的，都是每秒大约30万千米。

所以，如果你相对我移动，或者我相对你移动，我们各自参照系中时间和空间需要发生一些变化，这样才能保持光速恒定。

因为速度=空间距离/相对时间。

如果我加速远离你，那我的时间相对于你而言看起来放慢了，同样的，你的时间相对于我而言也变慢了，所以说时间膨胀效应是保持光速恒定的一个必要因素。

其实，时间膨胀不止出现在相对运动中，它也会因引力的缘故而出现，爱因斯坦的相对论也指出引力是时空弯曲的一种属性，所以当有质量大如地球时，它实际上也会弯曲空间和时间。

当你站在地面上时，你的时间看起来要比在太空中的宇航员走的更慢一点，这是因为两者之间的引力差异导致的。

当然，因为地球的质量不够大，引力也不够强，所以这种时间膨胀效应并不明显。

但像黑洞等大质量天体就可以引起巨大的效应，也就是说当你越来越靠近一个黑洞时，你的时间将会看起来越来越多的放慢，如同《星际穿越》中描述的那样。

很多时候你在科幻小说或电影中可以看到这样的情节，火箭以非常接近光速的速度在运动，并利用时间膨胀效应前往遥远的恒星，但实际上通过引力亦可达到同样的效果，如果你有一个黑洞和你一起飞向另一个恒星或星系。

但实际上你也可以用另外一种方法，把飞船置于非常靠近黑洞的轨道运动，这样你的时间将看起来被放慢了，因此当你绕着黑洞运动时，黑洞会以这放慢的时间把你送往另一个恒星或星系，而这在你看起来是非常快的，所以这也是利用时间膨胀实现星际旅行的另一种方式，至少在科幻小说和电影中是这样的。

狭义相对论说速度达到光速，时间静止，时间膨胀效应，膨胀的是什么？或者说从另一个角度看起来更容易理解一些，狭义相对论中速度是一个非常关键的因素，无论在多高的速度下，都会有一个尺缩效应，只不过在低速状态下不明显而已。

此公式中V表示物体相对速度，C表示光速，L0表示实际距离，L则是尺缩后的真正相对距离，我们以半人马座南门二C星距离为例（距离地球4.22光年），来计算下以30%光速飞行时飞船实际走过的距离。

L=4.22*√1-0.3^2/1=3.8402光年，在30%的光速下飞船实际经过的距离是3.84光年左右。

那么以30%的光速到达比邻星要多少时间呢？T=L0/V=3.84/0.3=12.8年那么地球上的人看起来飞船实际飞行了多久呢？T=L0/V=4.22/0.3≈14.067年看起来只要以30%的光速到达比邻星，即和地球上差了快2年从这个角度上理解起来是不是更加简单一些？时间膨胀各种理论看得云里雾里，不如一个计算让人一目了然，到达比邻星至少需要这种装载了核聚变发动机的飞船，化学染料几乎没有可能。